Основные виды систем отопления

В настоящее время в стране применяют главным обра­зом центральные системы водяного и парового отопления, местные и центральные системы воздушного отопления, а также печное отопление. Приведем общую характеристику этих систем (кроме печного отопления) с детальной классифи­кацией на основании рассмотренных свойств теплоносите­лей.

1. При водяном отоплении циркулирующая нагретая вода охлаждается в отопительных приборах и возвращается в тепловой центр для последующего нагре­вания.

Системы водяного отопления по способу создания циркуляции воды разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механи­ческим побуждением циркуляции воды при помощи насосов (насосные). В гравитационной системе используется свойство воды изменять свою плотность при различной температуре. В замкнутой вертикальной системе с неравномерным распределением плотности под действием гравитационного поля Земли возникает естественное движение воды.

В насосной системе используется насос с механическим приводом для повышения разности давления, вызывающей циркуляцию, и в системе создается вынужден­ное движение воды.

По температуре теплоносителя раз­личаются системы низкотемпературные с предельной тем­пературой горячей воды t_г<70 °С, среднетемпературные при t_гот 70 до 100 °С и высокотемпературные при >!00°С. Максимальное значение температуры воды огра­ничено в настоящее время 150 °С.

По положению труб, объединяющих отопительные при­боры по вертикали или горизонтали, системы делятся на вертикальные и горизонтальные.

В зависимости от схемы соединения труб с отопитель­ными приборами бывают системы однотрубные и двухтрубные. В каждом стояке или ветви однотрубной системы приборы соединяются одной трубой, и вода протекает последовательно через все приборы. Если каждый отопи­тельный прибор, установленный в помещении, разделен на две равные части («а» и «б»), в которых вода движется в противоположных направлениях и теплоноситель последо­вательно проходит сначала через все части «а», а затем через все части «б», то такая однотрубная система носит название бифилярной (двухпоточной). В двухтрубной системе приборы отдельно присоединя­ются к двум трубам — подающей и обратной, и вода проте­кает через каждый прибор независимо от других приборов.

2. При паровом отоплении в приборах выде­ляется теплота фазового превращения в результате конден­сации пара. Конденсат удаляется из приборов и возвраща­ется в паровые котлы.

Системы парового отопления по способу возвращения кон­денсата в паровые котлы разделяются на замкнутые с самотечным возвращением конденсата и разомкнутые с перекачкой конденсата насоса­ми. В замкнутой системе конденсат непрерывно поступает в котлы под действием разности давления, выраженного столбом конденсата высотой h и давления пара р_п в котлах. Поэтому отопительные приборы должны находиться достаточно высоко над паросборниками котлов (в зависимости от давления пара в них).

В разомкнутой системе парового отопления конденсат из отопительных приборов непрерывно поступает в конденсатный бак и по мере накопления периодически перекачи­вается конденсатным насосом в котлы на тепловой станции. В такой системе расположение бака должно обеспечивать стекание конденсата из нижнего отопительного прибора в бак, а давление пара в котлах преодолевается давлением насоса.

В зависимости от давления пара системы парового отоп­ления подразделяются на субатмосферные, вакуум-паровые, низкого и высокого давления.

В системах субатмосферного и вакуум-парового отопле­ния давление в приборах меньше атмосферного и темпера­тура пара ниже 100 °С. В этих системах можно, изменяя величину вакуума (разрежения), регулировать темпера­туру пара.

Теплопроводы систем парового отопления делятся на паропроводы, по которым пар перемещается от теплового центра до отопительных приборов, и конденсатопроводы для отвода конденсата

Конденсатопроводы могут быть самотечнными и напорными. Самотечные трубы прокладывают ниже отопительных приборов с уклоном в сторону движения конденсата. В напорных трубах конденсат перемещается под действием разности давления, создаваемой насосом или остаточным давлением пара в приборах.

В системах парового отопления преимущественно ис­пользуются двухтрубные стояки, но могут применяться и однотрубные.

3. При воздушном отоплении циркулирую­щий нагретый воздух охлаждается, передавая теплоту при смешении с воздухом обогреваемых помещений и иногда через их внутренние ограждения. Охлажденный воздух возвращается в тепловой центр.

Системы воздушного отопления по способу создания цир­куляции воздуха разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побужде­нием движения воздуха с помощью вентилятора.

В гравитационной системе используется различие в плот­ности нагретого и окружающего воздуха. Как и в водяной вертикальной гравитационной системе, при различной плот­ности воздуха в вертикальных частях возникает естествен­ное движение воздуха в системе. При применении вентиля­тора в системе создается вынужденное движение воздуха.

Воздух, используемый в системах отопления, нагрева­ется до температуры, обычно не превышающей 60 °С, в специальных теплообменниках — калориферах. Калорифе­ры могут обогреваться паром, водой, электричеством или горячими газами; система воздушного отопления соответ­ственно называется водовоздушной, паровоздушной, элект­ровоздушной, газовоздушной.

Воздушное отопление может быть местным и центральным.

В местной системе воздух нагревается в отопительной установке с теплообменником (калорифером или другим отопительным прибором), находящимся в обогреваемом помещении. В центральной системе теплообменник (калорифер) размещается в отдельной камере — тепловом центре. Воз­дух при температуре tв подводится к калориферу по обрат­ным воздуховодам, горячий воздух при температуре tг, перемещается вентилятором в помещения по подающим воздуховодам.

Лекция 2